Ορισμένοι ιοί αναδιαρθρώνουν τη χρωματίνη του κυττάρου - ξενιστή, επηρεάζοντας τη γονιδιακή έκφραση, με επιπτώσεις στην έκβαση της νόσου. Το εάν αυτό συμβαίνει για τον SARS-CoV-2, τον ιό που προκαλεί τον κορωνοϊό, είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστο.
Σε μελέτη που δημοσιεύεται στο nature.com αναφέρεται ότι οι επιστήμονες για να προχωρήσουν στην εξαγωγή ασφαλών συμπερασμάτων παρακολούθησαν το τρισδιάστατο γονιδίωμα και το επιγονιδίωμα των ανθρώπινων κυττάρων μετά τη μόλυνση από SARS-CoV-2, βρίσκοντας εκτεταμένη αναδόμηση της χρωματίνης ξενιστή που χαρακτηρίζεται από εκτεταμένη αποδυνάμωση του διαμερίσματος Α, ανάμειξη Α-Β, μειωμένες επαφές εντός TAD και μειωμένα επίπεδα τροποποίησης της ευχρωματίνης H3K27ac. Τέτοιες αλλαγές δεν βρέθηκαν μετά τη μόλυνση από τον ιό του κοινού κρυολογήματος HCoV-OC43.
Εντύπωση προκαλεί το γεγονός, σύμγωνα με τους ερευνητές ότι το σύμπλεγμα συνεζίνης εξαντλήθηκε σημαντικά από τις περιοχές εντός TAD, υποδεικνύοντας ότι ο SARS-CoV-2 διαταράσσει την εξώθηση του βρόχου συνεσίνης. Αυτές οι τροποποιημένες δομές τρισδιάστατου γονιδιώματος/επιγονιδιώματος συσχετίστηκαν με τη μεταγραφική καταστολή των γονιδίων απόκρισης ιντερφερόνης από τον ιό, ενώ αυξημένο H3K4me3 βρέθηκε στους προαγωγείς των προφλεγμονωδών γονιδίων που προκλήθηκαν σε μεγάλο βαθμό κατά τη διάρκεια σοβαρής μορφής COVID-19. Αυτά τα ευρήματα, σύμφωνα με τους ειδικούς δείχνουν ότι ο SARS-CoV-2 επανασυνδέει τη χρωματίνη του κυττάρου - ξενιστή, διευκολύνοντας μελλοντικές μελέτες για τις μακροπρόθεσμες επιγονιδιωματικές επιπτώσεις της μόλυνσής του.
Η μόλυνση SARS-CoV-2 αναδομεί το γονιδίωμα του κυττάρου - ξενιστή
Οι ειδικοί για να μελετήσουν την ανταπόκριση της χρωματίνης κατά τη διάρκεια της μόλυνσης από SARS-CoV-2, προσδιόρισαν πρώτα τις βέλτιστες συνθήκες μόλυνσης. Οι προσεγγίσεις αυτές χρησιμοποίησαν πληθυσμούς κυττάρων που απαιτούν υψηλό ποσοστό μόλυνσης των κυττάρων-ξενιστών. Σε ανθρώπινα κύτταρα A549 που εκφράζουν ACE2 (A549-ACE2) και είχαν μολυνθεί με SARS-CoV-2, περίπου το 90% της αλληλουχίας RNA (RNA-seq) διαβάζεται ευθυγραμμισμένο στο γονιδίωμα του ιού στις 24 ώρες μετά τη μόλυνση (24 hpi), υποδεικνύοντας υψηλό επίπεδο μόλυνσης. Ο ανοσοφθορισμός της πρωτεΐνης ακίδας του ιού επαλήθευσε μια υψηλή αναλογία μόλυνσης. Δεν παρατηρήθηκε κυτταρική απόπτωση. Ως εκ τούτου, οι ειδικοί εστίασαν σε κύτταρα στα 24 hpi για να μελετήσουν τις αλλαγές της χρωματίνης του ξενιστή.
Το Hi-C αποκάλυψε μια ευρεία αλλαγή του τρισδιάστατου γονιδιώματος από τον SARS-COV-2. Οι σχεδόν διαγώνιες επαφές μικρής εμβέλειας αποδυναμώθηκαν συνολικά. Αντίθετα, οι επαφές χρωματίνης μεγάλης εμβέλειας μακριά από τη διαγώνιο συχνά απορυθμίζονταν. Ένας χάρτης συσχέτισης Pearson των αλληλεπιδράσεων Hi-C αποκάλυψε με συνέπεια αυτές τις αλλαγές, υποδηλώνοντας επίσης αλλαγμένη διαμερισματοποίηση της χρωματίνης. Οι περιοχές χρωματίνης συχνά εξασθενούν, ενώ οι βρόχοι χρωματίνης απορυθμίζονται. Συμπερασματικά, αποδείχθηκε ότι ο SARS-CoV-2 προκάλεσε μια παγκόσμια μείωση της επαφής χρωματίνης μικρής απόστασης, μια μέτρια αύξηση στις αλληλεπιδράσεις μεσαίας έως μεγάλης απόστασης και βελτιωμένες αλληλεπιδράσεις για πολύ διαχωρισμένες περιοχές.
